

说到鸟类,体型小巧、行动敏捷的蜂鸟对颜色非常敏感——它们能看到我们无法想象的色调。它们的羽毛也有多种颜色,人们认为这有助于雄性在求偶期间寻找配偶。一些雌性甚至会利用鲜艳的羽毛来表现得像雄性,以避免其他鸟类的打扰。
它们可以是紫色的,就像路西法蜂鸟(*Calothorax lucifer*)一样,也可以是鲜艳的绿松石色,就像里沃利蜂鸟(*Eugenes fulgens*)一样,而名字恰当的粉喉辉蜂鸟(*Heliodoxa gularis*)则是粉色的。生物学家仍在研究这些颜色在蜂鸟羽毛中的作用以及它们是如何出现的。
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“我观察鸟类世界的各种有趣颜色,并试图理解产生这些颜色的物理原理。有了这些知识,我就可以理解为什么有些颜色演化得更快,或者为什么世界上某些地区可能有更多色彩鲜艳的物种,”芝加哥菲尔德博物馆的进化生物学家Chad Eliason告诉《Popular Science》。
然而,当一群科学家发现一只通常喉部为粉色的辉蜂鸟,喉部却呈金色时,他们以为这是一种全新的物种。DNA揭示了其他信息——这只金喉鸟是两种粉喉蜂鸟从未被记录过的杂交后代。
该团队在《*Royal Society Open Science*》杂志于2月28日发表的一项研究中,描述了他们在秘鲁中部孤立的科迪勒拉·阿苏尔国家公园首次遇到的这种独特的鸟。
“我看着这只鸟,对自己说:‘这东西看起来不像任何其他鸟。我首先想到的是,这是一个新物种。’”芝加哥菲尔德博物馆鸟类馆长、该研究的合著者John Bates在声明中说道。
该团队利用博物馆的DNA实验室收集了更多数据来证实这一惊喜,发现它在某些标记上与当地的粉喉蜂鸟之一*Heliodoxa branickii*(*H. branickii*)相匹配。尽管如此,大多数蜂鸟在其物种内部的变异并不如此之大。
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DNA测序分析了线粒体DNA——这种遗传物质只由母亲遗传。线粒体DNA提供了与*H. branickii*匹配的清晰结果。
当团队分析了该鸟的核DNA(其基因来自父母双方)时,发现它同时具有*H. branickii*和其遗传近亲*Heliodoxa gularis*(*H. gularis*)的相似性。
然而,这只鸟并非一半是*branickii*,一半是*gularis*。它的一个祖先一定是半斤八两,而后续的几代则与更多的*branickii*鸟类进行了交配。
为了回答两个粉喉鸟类物种如何产生非粉喉杂交后代的问题,该团队必须研究决定虹彩羽毛颜色的复杂方式。类胡萝卜素(红色和黄色)和黑色素(黑色)等色素赋予羽毛基础颜色,但羽毛细胞的结构以及光线在它们表面的反射方式产生了结构色。其结果是羽毛呈现出颜色变化的虹彩效果。

“我们一开始就知道,(蜂鸟)拥有所有鸟类中最复杂的黑色素结构或虹彩结构,”该研究的合著者Eliason说道。
通过电子显微镜检查了喉部羽毛结构的亚细胞层面,并使用光谱学测量了光线在羽毛上的反射方式以产生不同的颜色。研究发现了蜂鸟亲本颜色来源的细微差别,这或许可以解释为什么杂交后代产生了如此截然不同的颜色。
“用虹彩技术制造品红有不止一种方法,”Eliason在声明中表示。“亲本物种各自有自己制造品红的方式,我认为这就是为什么当你将这两种制造羽毛颜色的‘配方’混合在一起时,会产生这种非线性或令人惊讶的结果。”
有时杂交后代是一次性的事件,或者像骡子一样无法繁殖,但在其他情况下,它们会形成新的物种。虽然尚不清楚这类蜂鸟杂交后代的普遍性,但该团队认为它们可能有助于蜂鸟科中结构色多样性的形成。
根据蜂鸟颜色进化的速度,他们计算出,一个鸟类物种要发生这种从粉色到金色的颜色转变,需要六到一千万年的时间。
Eliason表示,在进化时间尺度上,六到一千万年算是相当快的。进一步的研究将帮助他们了解这些奇怪的变化需要多少代才能发生,并将一些较新的遗传学和基因组测序工具应用于蜂鸟的旧研究。